Ⅰ.배 경

보안효율 증대를 위한 SSL VPN과 HIS 연동에 관한 설계

A Design on the SSL VPN and HIS working togethery for security efficiency expansion

Joo-Hee Park1, Byeong-Hun Choi2, Young-Hwan Oh3

1 Department of Medical Information System, Sahmyook Nursing&Health College, Seoul 130-092, medisprof@snhc.ac.kr

2 Security Eng.t, Yeji Information Technology, Seoul 170-5, choihuni@naver.com

3 Department of Telecommunication Engineering, KwangWoon University, Seoul 139-701, yhoh@daisy.gwu.ac.kr

Abstract: : Growing dependency on the Internet increases the importance of protecting the Internet from various security threats.  Recent incidents show the potential of affecting the entire Internet infrastructure.   Accordingly, Using Security equipments have been common lately such as Intrusion Detection System (IDS), Firewalls, and VPNs.   Hospital information system is considered important due to side effect generated from the expansion of computer network and rapid increase of the use of internet.   The advanced medical information systems usually consist of loosely-coupled interaction of independent systems, Such as HIS, RIS and PACS. To support easier information exchange between these systems and between hospitals, and to support net types of medical service, it becomes essential to integrate separated medical information and allow then to be exchanged and retrieved through internet.  SSL VPN based integrated medical information system will contribute to solve the problems of current medical information system, by enabling integration of separated medical informations and by allowing data exchange and sharing through internet. This thesis proposes integrated medical information system using SSL VPN.

Keyword: SSL VPN, IPSec, HIS, Security

2000년대 의학품의 오남용을 예방하기 위해 제도적으로 실시된 것이 의료분업이다.  의사는 처방을 약사는 제조를 각각 전문적으로 실시하는 한편 소비자가 전문의약품을 직접구매하는 것을 제한한 것이다.  이에 환자들은 간단한 진료를 받는 상황시 처방전을 병원에서 발급 받은 후 약국에서 의약품의 조제를 받는다.   이렇게 발급받은 처방전을 통한 환자들의 약품에 의한 부작용, 개인 정보등의 데이터를 의사와 환자사이의 것 이였고 그 외 다른 외부로 보낸다는 것은 예외적인 것 이였다.  이러한 환자의 정보를 저장하는 시스템의 경우 의료정보 데이터베이스 시스템의 제어와 복구, 데이터교환의 내용으로 인한 효과도 좋지만 데이터 교환시 노출될 위험이 있는 개인의 정보보호에 대한 보안도 아주 중요하다.

특히 의료정보시스템은 의료관계자, 환자, 약국, 국민건강보험 공단의 보안이 강조된 시스템으로 환자 개인의 프라이버스 보호를 위한 시스템의 연구가 되고 있다.  또한 환자 데이터 교환시 보안을 강조한 방법으로 VPN(Virtual Private Network)과 같은 정보보호제품 및 VPN을 제공하는 서비스가 있다.  그러나 기존 IPSec VPN 시스템은 네트워크에 대한 외부로부터의 위험 침입을 차단시키는 기능이 수동적이다.  현재 이러한 수동적인 방어 제품보다 시스템과 네트워크 자체의 안전성을 능동적으로 감지하는 기능을 가진 제품으로 변화하고 있다.[1] 이러한 VPN의 기능은 정보보호 기술로 안전성이 매우 중요시되는 국방 분야의 C4I의 기술로도 사용되고 있다.[2]

최근 VPN은 공중망에서 전용선을 사용하는 것과 같은 효과를 나타내어 B2C, EC 등에서의 필수로 사용되고 있으며 홈 네트워크의 기술에서도 많은 연구가 되고 있으며 의료정보와 개인정보보호 분야에도 연구되고 있다.[3]  특히 네트워크의 상태가 극히 불안하여 전송이 어려운 경우 시급히 전송해야 하거나 전송을 중간에 가로챌 가능성이 있는 경우 등 보안등급을 다르게 하여 데이터를 보내는 연구가 되고 있다.[4]

의료분야에서 사용되고 있는 시스템중 VPN을 이용한 EDI시스템은 L2TP방식과 IPSec방식을 각각 사용하고 있다.  이러한 의료비 청구EDI 시스템은 Xdsl을 기반으로 사용하고 있으며 병원외의 기업에서는 전용선 방식에서 VPN방식으로 서비스를 전환하고 있다.  미국의 경우도 기업간의 EDI 시스템을 VPN 환경으로 전환 하였다.[5] 기업들은 전용선이 사용빈도수에 비해서 높은 가격과 전용선 IP의  포화상태 이어서 VPN으로 전환하고 있으며 VPN 통신사용수는 계속증가추세에 있다. 이러한 VPN의 경우  L2TP에 비해 IPSec 방식이 적용되고 있으나 사용량이 증가할록 시간이 증가되는 단점을 가지고 있다.[6]

본 연구는  xml과 같은 프로그램으로 제작된 의료정보 시스템의 보안보다 다수개의 보안 알고리즘의 혼합과, 개인정보 보호키 등을 이용한 SSL VPN을 이용한 의료정보 시스템을 통한 네트웍상에서의 보안이 강조된 병원정보시스템과 국민건강관리공단간의 데이터전송을 연구하는데 있다.

Ⅱ 방 법

제안된 시스템은 크게 두가지로 나누어 본다.  첫째 시스템인 SSL VPN이다.   SSL VPN을 이용한 보안 인터페이스 관리자는 Neoteris IVE(Instant Virtual Extranet) 플랫폼을 사용했다.  두 번째 시스템은 병원간의 실제데이터 전송을 위해 HIS (Hospital Infomation System)로 구성하였다.

병원의 데이터의 경우 Fig 1과 같이 서울위생병원의 HIS시스템과 연동하여 수행하였으며 각 지역간의 HIS를 위해 동일한 환경의 가정하에 일반 컴퓨터에 설치하였다.

Fig 1.  HIS 시스템

이때 서울위생병원과 변원간의 HIS는 모두 사설IP를 사용하였으며 SSL VPN을 이용하여 외부에서의 접속시 서버시스템의 자산을 외부의 위협 및 해킹으로부터 안전하게 보호하도록 설계하였다.

III. 결 과

병원에서 처방된 환자의 정보를 통하여 약국에서 조제한 환자의 의료정보는 국민건강보험공단에 전송하게 된다.   그러나 현재는 단순히 Xdsl방식의 회선으로 사용되거나 전용회선으로만 의료정보 데이터를 전송한다.

이에 본 연구는 SSL VPN을 이용하여 보안이 강조된 처방데이터를 국민건강보험 공단에 제출하게 된다.  이렇게 제출된 환자의 처방 데이터는 다시 환자의 재진료를 위해 병원에서 요청한다.  이때 SSL VPN을 통하여 데이터를 요청한 병원과 국민건강보험공단간의 보안 터널링으로 환자가 기존에 조제되었던 약명과 부작용 여부를 확인하여 안전하고 질 높은 진료를 하게 된다.  이때 병원과 약국 및 국민건강관리공단간의 접속시 복잡한 절차가 필요없이 인터넷이 가능하며 웹브라우저만 사용으로 간단히 국민건강보험공단에 접속하게 된다.

Fig 2는 병원과 약국, 국민건강관리공단간의 시스템처리과정과 데이터 처리 순서도를 나타낸 것이다.

Fig 2. 데이터 처리 순서도

URL을 통하여 외부의 시스템에서 서버로 접근을 하기위해 접속한 순간 자동적으로 ID와 비밀번호의 입력을 요구하게 된다.   접속이 성공적으로 이루어지게 되면 SSL VPN의 Client의 설치가 Fig 3과 같이 설치된다.

Fig 3. client 설치

SSL VPN의 Client의 설치가 완료되면 자동으로 HIS의 접속이 이루어지게 구성하였으며 성공적인 Client의 설치를 확인하는 있는 아이콘을 생성하였다.

Fig 4. 성공적인 접속화면

SSL VPN은 일단 SSL 프로토콜을 이용해 암호화 터널을 형성하고자하는 양 호스트 간에 인증서를 교환하는 절차를 거치게 되는데 이 과정을 핸드쉐이크(Hand-Shake)과정이라고 한다. 교환된 인증서의 공개키는 보내고자 하는 메시지를 암호화 하는데 사용되고 상대편에서는 자신의 비밀 키를 이용해 암호화된 데이터를 복호화하여 메시지를 확인한다. SSL 프로토콜은 SSL VPN의 대표적인 기술이고, 여기에 Proxy 기술이 더해져서 해당 네트윅으로의 직접적인 접속을 차단함으로써 보안을 한층 강화한다. Proxy 기술은 이러한 보안적 기능 외에 암호화된 터널을 통해 전송되는 메시지를 해당 호스트로 보내주는 관리적 역할도 수행한다.[7]  터널의 형성이 이루어 상태에서의 패킷전송은 매우 중요하다.  단순한 ACTIVE-X를 이용하여 Fig 3과 같이 아이콘의 형상화를 가져올 가능성도 전혀 배제할 수 없다.

Fig 4와 Fig 5는 SSL VPN을 이용하지 않은 상태에서의 패킷의 모습과 SSL VPN을 이용하여 패킷을 전송 하였을 때의 차이를 나타낸다.

Fig 4. 암호화 미진행 상태에서의 패킷

박스안의 내용은 로그인시 ID와 비밀번호가 그대로 노출됨을 나타낸다.   이는 병원의 정보나 환자의 정보가 언제든지 외부의 간섭으로부터 노출되어 있음을 나타낸다.

Fig 5. SSL VPN의 보안된 패킷

그러나 Fig 5의 경우 SSL VPN의 접속이 시작됨으로 데이터의 암호화가 시작되어 박스안의 내용과 같이 패킷의 내용을 보지 못한다.

이는 데이터의 암호화가 진행되어 전송되는 데이터를 외부의 간섭으로부터 안전하게 보호함을 나타낸다.  또한 SSL VPN을 이용하여 전송되어지고 있는 데이터를 초단위로 사용량과 데이터의 전송량을 Fig 6과 같이 그래프 형태와 xml 형태로 나타낸다.

또한 Fig 7과 같이 접속시도 상태와 접속후 사용자들의 접속상태, 사용자의 IP, Port상태를 손쉽게 관리할 수 있도록 하였다.

Fig 6. 초당사용량과 데이터 전송량

Fig 7. 접속된 사용자의 접속로그

따라서 SSL VPN을 이용하여 병원과 의료보험관리공단, 약국간의 안전하고 편리한 데이터를 교환으로 환자들은 약품에 대한 부작용을 미리 판단하고 내부의 시스템을 외부의 공격이나 해킹으로부터 안전하게 보호함으로써 보안 효율적으로 운영한다.

IV. 결 론

기존의 병원정보 시스템의 경우 대다수의 시스템이 local환경에서 이루어지고 있는 상태에서 처방에 관련된 처방전의 활용가치가 매우 미비했다.  각종  병원에서 환자의 진료시 의약품에 대한 지식이 전혀 없는 환자가 조제 의약품에 대한 부작용을 예측할 수 있는 경우는 없다.

이에 조제받은 의약품에 대한 부작용은 언제나 발생할 가능성이 매우 높음을 나타낸다.  또한 약국에서 조제받은 처방에 관련된 처방전데이터를 국민건강보험 공단으로 제출시 ID와 Password를 보안대책으로 인식하며 병원 또한 단순히 TCP/IP통신으로 이용한 EDI를 사용하고 있다.  이는 환자 각자의 개인정보가 외부해킹에 얼마나 노출이 될 수 있을 정도로 매우 취약하게 노출이 되어 있으며 이렇게 도용한 개인정보를 통하여 제2의 사고로 일어날 수 있는 가능성을 지니고 있다.   아울러 국민건강보험공단의 내부자산의 노출은 언제든지 외부의 위협으로부터 안전하지 못하다.   이에 본 연구로 인하여 의료정보전송시 SSL VPN과 의료정보 보안시스템과의 연계를 통한 보안의 효율을 높힌 통신으로 외부의 위협으로 부터 개인정보, 처방정보등을 보호하게 된다.  또한 병원에서 가지고 있는 시스템들이 외부에 노출되어 있는 상태에서 외부의 공격 및 해킹의 위험요소는 언제나 지니고 있다.  이러한 경우 SSL VPN은 프록시의 기술을 바탕으로 하고 있어서 병원이나 국민건강보험공단 자체에서 운영되고 있는 시스템들을 외부의 공격이나 해킹으로부터 안전하게 보호할 수 있다.

기존의 단순한 프로그램상의 보안으로 부터 SSL VPN을 이용하여  한층 강화된 데이터 통신으로 병원간의 정보교환 시스템과 국민건강보험공단으로 데이터 제출 시스템을 운영함으로써 개인 정보를  보안효율이 한층 강화된 시스템을 구성할 수 있다.

참고문헌

[1] 한국정보보호진흥원 " 정보보호 산업의 현황과 발전방향, 한국정보보호진흥원 제6호 정보통신 심포지움, 2001

[2] 양창욱, “www환경에서의 c4I체계 상호운영성을 위한 정보보호체계 구축방안”,  pp.35~38, 한남대학교 대학원 석사학위논문, 2002

[3] Nicolas P., “Secure group management: Secure long term communities in ad hoc networks”, Proceedings of the 1st ACM workshop on Security of ad hoc and sensor networks, 2003

[4] 최병훈, 이건호, “전송효율과 보안수준을 고려한 EDI시스템과 VPN의 IPSec과 L2TP의 연동 ”, 정보처리학회 Vol. 12-C, No. 1 pp.1-10, 2005

[5] 시장보고서, "VPNs Take a New Look: Trends in the US IP VPN Services Market", Instat/MDR, 2004

[6] 표성배, "적응제어 IPSec과 전자서명을 이용한 안전한 XML문서 교환시스템의 설계 및 안전성검증", 숭실대학교 대학원 박사학위 논문, 2003

[7] Aventail, "Comparing Secure Remote Access Options: IPSec VPNs vs SSL VPNs", Aventail Technical White Paper